采用物探技术进行路基挡土墙质量检测的研究与应用

随着新建高等级铁路、公路的不断增多，挡土墙在路基工程中所占的比例也越来越大。对挡土墙工程进行快速、准确、无损的检测，是确保工程质量至关重要且亟待解决的问题。为了有效地解决这一问题，我们探索采用物探技术进行路基挡土墙质量检测，并为此进行了大量试验、研究和实测工作，目前这一技术已经取得了较好实用效果。     

高速公路路面厚度探地雷达检测

探讨了探地雷达检测高速公路路面厚度的物理前提,并根据我国公路工程建设的实际情况,建立了高等级公路路面结构地球物理模型.系统地介绍了雷达检测路面厚度的方法原理,并对检测中技术参数的选择,如:采样频率、时窗、检测速度进行了详细的说明.介绍了自制的高速公路路面厚度雷达探测解释系统各个模块,如:数据预处理中的时、空域滤波,偏移等方法,并总结面层与基层的反射波三个重要特征,为辅助计算机自动识别反射波打下基础.应用SIR-3000型探地雷达于益常高速公路路面厚度交工验收检测中,通过55个钻孔抽样对比表明,雷达检测能很好地达到了评价路面厚度的目的,为工程质量评价提供了可靠的科学依据.     

三个抗震问题简析及新型挡墙地震反应评述

水平地震作用沿墙高的分布、弱粘性土地震土压力、和挡墙体系考虑水的作用是挡土墙抗震研究中的三个重要问题。首先对其研究进展进行了简要总结。然后针对近年来大量涌现的新型、异型、轻型挡土墙的抗震研究现状进行了评述，包括现场地震调查、振动台及离心机试验、悬臂L型挡土墙、锚杆式及土钉式挡土墙、加筋土挡土墙和地下室挡墙。最后，指出了存在的问题和提出今后的研究方向。     

景观建筑挡土墙优化设计后抗震性能的实验测试研究

目前的景观建筑设计中往往更注重建筑的景观性,而忽略了建筑的安全稳定性,导致景观建筑的整体抗震效果较差,在景观建筑设计中加入挡土墙设计可以有效提高其抗震性。为此,设计一种具有一定抗震性能的景观建筑挡土墙,利用建筑施工过程中保留的复合纤维材料、建筑垃圾以及纤维绳等作为土墙填充物,并加入具有一定抗拉能力的拉筋材料,以保持土墙内部的稳定性。考虑景观建筑通常注重外观视觉效果,使用"平改坡"设计,在墙体表面种植具有一定视觉冲击的植物,增加土墙自重,促进土墙整体结构的稳定性。分析挡土墙后面无限倾斜填土受力状态,选取菱形微小单元体作为研究对象,计算景观建筑的挡土墙土压力强度。实验证明,优化设计的景观建筑挡土墙结构可以有效增强景观建筑的整体抗震能力。     

挡土墙地震被动土压力的拟动力分析

对地震土压力的研究是地震区挡土墙安全设计的一项重要课题。地震条件下,目前的研究主要是给出了土压力的近似拟静力解析解。本文采用可考虑动力荷载下的周期和纵波及横波效应的拟动力方法,对挡土墙后的地震被动土压力进行分析。在挡土墙后平面滑裂面假设的基础上,考虑了水平和垂直向地震加速度、纵波速度、横波速度、挡土墙摩擦角、填土内摩擦角、填土坡角对地震被动土压力的影响。与Mononobe-Okabe理论的拟静力法不同的是,用本方法得出了沿墙身地震被动土压力是非线性变化的结果,这更符合地震条件下土压力的变化规律。     

地震和降水对边坡稳定性的影响

针对汶川地震区边坡,介绍了边坡的工程背景和滑坡现状,研究了地震和降水耦合条件作用对边坡稳定性的影响。探索了加筋挡土墙在地震区边坡应用的可能性,使用基于极限平衡法的SLIDE软件进行不同工况条件下边坡稳定性的计算,分析了不同的加筋方案对加筋挡土墙性能的影响。研究表明:在地震作用下,边坡土体原有的结构体系遭到破坏,土体变得较松散,甚至产生张拉裂缝,为雨水的渗入提供了通道,对边坡的稳定性产生不利影响。数值模拟计算得出,边坡在排水条件下基本处于极限平衡状态,最危险滑动面位于边坡下部,但滑动区域相比饱水条件下明显减小,危险滑动面面积也随之减小,而合理的削坡、建立有效的坡表排水系统和加筋挡土墙加固可较大程度的提高坡体稳定性。     

在考虑惯性力情况下挡土墙后黏性填土主动土压力的计算

本文在已有研究成果的基础上,根据库伦土压力的计算原理,从滑动土楔处于极限平衡状态时力的平衡条件出发,考虑实际地震中对挡土墙稳定性最不利的情况,推导出了计算黏性土或无黏性土主动土压力的公式。该公式适用于均布荷载作用于挡土墙后任意位置。对地震多发区考虑水平惯性力作用下重力式挡土墙设计中土压力的计算具有一定参考价值。     

重力式挡土墙地基抗震承载力探讨

高烈度地震区重力式挡土墙由于地基承载力不足导致墙身失稳是一种较常见震害类型。基于拟静力法原理,利用极限分析上限定理对地震作用下挡土墙地基极限承载力进行求解,通过典型算例分析了极限承载力随地震动峰值加速度的变化关系与机理,讨论了地基土强度参数对其变化趋势的影响,提出了同时考虑设防烈度和地基土性的挡土墙地基抗震容许承载力修正方法及相应修正系数取值建议。结果表明:设防烈度在9度及以内时,随着地震动峰值加速度增加,挡土墙地基极限承载力近似呈线性下降,下降速率与地基土黏聚力呈负相关性,而受内摩擦角的影响不显著;地震作用加剧挡土墙基底荷载倾斜与偏心导致地基破坏区缩减是造成极限承载力下降的主要原因;设防烈度大于7度时,挡土墙地基抗震容许承载力较天然工况下有所降低,8度和9度设防烈度对应的修正系数约为0.9和0.7。     

重力式挡土墙结构体系可靠度的Monte Carlo模拟

建立了重力式挡土墙倾覆、基底滑移、地基承载力、墙体自身强度等几个失效模式的可靠度分析模型,采用逐步等效平面法计算结构体系的可靠度。假定设计参数为正态分布的随机变量,利用MATLAB软件的库函数normrnd实现随机样本的抽取。选择重力式挡土墙的实际算例对挡土墙改建后的几个失效模式及结构体系的可靠度进行分析,并与作者所做的其它理论分析结果进行了对比。数值模拟表明两种方法的结果能较好相符。     

非晶硅面阵探测器数字透射成像试验探讨

通过对钢板试件的数字透射成像检测试验,分析并研究了非晶硅面阵探测器成像检测系统、透照参数、检测工艺与检测图像质量的关系,并给出了检测过程中应该注意的问题.具体试验表明:面阵探测器X射线数字成像系统在一定厚度范围内的像质计灵敏度优于同厚度的射线照相B级要求.     

一种基于神经网络的探地雷达信号解释研究

运用人工神经网络理论和方法,建立了用于隧道衬砌厚度探地雷达探测信号解释的BP神经网络模型,对某公路隧道衬砌检测厚度进行了分析应用,并与钻孔取芯结果进行比较,实践证明,该方法可提高探地雷达信号解释精度和工作效率．     

带保温层管道腐蚀状态的X射线检测方法研究

随着无损检测技术的飞速发展,X射线实时成像技术获得了广泛的应用.本文论述了带保温层管道的X射线实时成像检测方法,重在对管道腐蚀缺陷深度如何定量的实验方法研究,和管道缺陷处厚度与图像灰度的数学模型建立,从而对管道腐蚀厚度进行定量,管道缺陷的定量研究有助于管道安全运行的评价和隐患问题的及时发现.     

铁路系统地震破坏等级划分研究

参考大量铁路系统的震害文献资料,并在对比分析、归纳总结现有相关破坏等级划分标准的基础之上,针对铁路系统中各类工程结构不同的结构特征和震害现象,分别给出了铁路线路、挡土墙、桥梁、隧道、供电及通信电线路和机械设备的地震破坏等级划分建议,可以在今后的地震现场工作中应用和完善。     

基于冲击回波厚度频率的预应力孔道注浆状态分析

应用冲击回波法检测预应力孔道的注浆质量时,无浆孔道处厚度频率的确定至关重要.建立三维有限元模型,对影响无浆孔道处厚度频率的多种因素,如孔厚比(波纹管内径与板厚之比)、波纹管类型、壁厚比(波纹管壁厚与板厚之比)等进行了数值分析.提出了无浆孔道处厚度频率的计算公式,并以实验结果验证了分析的有效性.结果表明:无浆孔道处的厚度频率只与孔厚比有关,与板厚无关,且随孔厚比的增大而减小;铁皮波纹管对无浆孔道处厚度频率的影响更显著;当孔厚比及波纹管类型相同时,壁厚比越大,无浆孔道处厚度频率相对于无缺陷板厚度频率的偏移量越大.     

地震作用下重力式挡土墙土压力特性数值模拟研究

重力式挡土墙在地震作用下的土压力特性一直是挡土墙设计的重要内容。本文通过数值模拟,在挡土墙墙背轴线上设置一系列监测点,得到地震过程中监测点的加速度、土压力强度时程曲线;然后根据时程曲线分析墙后土压力强度分布特征、根据土压力强度分布求出总土压力、根据总土压力求出其对墙趾的力矩;最后分别将土压力强度分布、总土压力、总土压力对墙趾的力矩与现有的研究方法及规范对比。结果表明:地震作用下墙背各点加速度峰值在同时刻发生,但土压力峰值不在同时刻发生;现有的一些研究方法未考虑土压力强度峰值时程变化,其结果比实际偏大;在低地震烈度条件下,规范计算的总土压力及倾覆力矩偏于保守,而在高烈度条件下则偏于危险。     

射线透射成像中重物质遮挡下的轻物质检测技术研究

本文研究了不同厚度轻重物质在射线透射成像中的图像灰度关系，根据提取轻物质轮廓线的要求，找出了在不同厚度重物质遮挡下的可检测出轻物质的最小厚度曲线。     

基于CBS的带保温层压力管道在线检测装置研制

本文针对我国石油化工行业带保温层压力管道在线检测的难题,基于CBS的技术原理,研制开发了一种带保温层压力管道在线检测装置,技术性能指标为:检测管道直径范围不限;保温层厚度≤145mm;钢材料管壁厚度≤40mm;精度为1.0mm.文中简要阐述了该检测装置的基本原理、具体结构设计,给出了外置铝皮带保温层40mm厚管道内表面双孔、单孔平面扫描实验的实验结果,实验结果表明用该装置对实际管道的检测结果是非常精确的,误差在允许的范围之内.     

土质场地重力式挡土墙地震土压力振动台实验研究

汶川震区路基挡土墙震害表明,地震动荷载作用下重力式挡墙的位移、破坏与基础场地形式有关,除岩质场地和土质场地挡墙所共有的外倾形式,土质地基挡土墙还表现有整体推移及下部向外推移的倾转变形等复杂模式,因此地震土压力大小及分布也将受到这种复杂土-结相互作用的影响。基于碎石土及风化花岗岩填料的土质场地重力式挡土墙大型振动台模型实验,对挡土墙地震土压力及变形模式开展了对比研究,发现在强震作用下,土质地基挡墙因基础约束较弱而产生位移,并伴随明显的墙—土分离现象,致使实测地震土压力较之抗震设计规范计算值偏小（0.4g峰值加速度下约小6%～15%）,但作用点高度变化不大。由实验结果与现行抗震规范计算值的安全系数对比,认为对土质场地挡墙的地震土压力计算,按现行国内抗震设计规范基本能满足实际工程抗震设计需要;对于地震区挡墙设计,在允许挡墙发生少量容许位移的前提下可采用内摩擦角较大、自稳能力更好的墙背填料以减少地震土压力。     

数字化射线扫描成像中的图像评价与控制初探

数字射线技术正获得越来越广泛的应用,并成为射线检测技术的发展趋势。但目前有关数字射线技术的标准对于图像质量控制方面的规定还相对简单,难于进行有效的质量控制,因而在实际检测中可能出现较大的随意性而影响检测结果评判。使用互补金属氧化物半导体(CMOS)线阵列射线探测器与阶梯试块进行射线检测实验,得到了不同厚度所对应的灰度图像,测试了影像对比度,同时分析了图像的信噪比和检测灵敏度。通过对实验结果的综合对比分析,提出了数字化射线检测图像质量控制措施。     

工程结构地下水病害电磁雷达检测技术研究

由于积水病害隐藏在一定厚度的钢筋混凝土层背后,加上积水空洞具体形态的不规则性以及洞内可能充填水分、空气、浆液、土等介质的因素,故其存在相当的复杂性。阐述了采用地质雷达对隧道衬砌质量进行无损检测的原理及方法,并对某隧道进行了健康诊断。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。同时,应用形态学处理方法对衬砌雷达图像进行特征提取,通过小波处理技术,直观且方便地得到了衬砌边界线和积水区域,发现了衬砌中的异常点。同时,对地质雷达探测结果采用钻孔法进行验证,两者相吻合。实践证明,使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测是切实可行的。